JPH0989695A - レール締結装置の緩み検出方法および同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各レール締結装置の緩みの有無を、装置個々
の正常基準値に基づいて正確に判別し、検出精度を向上
させる。 【解決手段】 検出対象であるレール締結装置を緩みの
無い正常締結状態とした後の最初の検出操作によって得
られた計測値を各レール締結装置個々の正常基準値とし
てコントローラ２９の第２記憶部３３に記憶させ、２回
目以降の検出操作ごとに、各レール締結装置についての
計測値をそれぞれの正常基準値と比較して緩みの有無を
判別するようにした方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレールを枕木上に固
定するレール締結装置の緩みを検出する方法および装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道のレール締結装置として、図７に示
すように、板バネをクリップ状に折り曲げて形成した押
え部材１をボルト２で枕木３上に取付け、この押え部材
１により、レール４の基部４ａを枕木３上に押し付け、
かつ、側方から支えて枕木３上に固定する構成のものが
一般に使用されている。５は押え部材１の横ずれを防止
する受け部材、６はワッシャである。

【０００３】従来、このレール締結装置の緩み（ボルト
２の緩み）を自動的に検出する装置として、特開平６−
２９８０９２号に示されているように、レール上を走行
する台車に、レール締結装置の緩み状態を計測する緩み
センサと、この緩みセンサからの信号に基づいて緩みの
有無を判別するコントローラとを搭載し、走行しながら
緩みを自動的に検出する緩み検出装置が公知となってい
る。

【０００４】この公知の装置においては、押え部材１の
緩み状態（緩みの無い正常締結状態からの変位量）を計
測する手段として、図７に示すように、二つの緩みセン
サ７，８を、それぞれのセンサヘッドが基準点となるよ
うに同一高さ位置に設置し、一方のセンサ７でセンサヘ
ッドからレール上面までの距離Ａを、他方のセンサ８で
センサヘッドから押え部材１の先端部上面までの距離Ｂ
をそれぞれ計測する。

【０００５】そして、このセンサ信号に基づいてコント
ローラでＢ−Ａ＝Ｃ（レール面から押え部材先端部上面
までの距離、以下、面間距離という）の演算を行い、こ
の計測された面間距離Ｃを、レール締結装置を完全に締
結した状態での面間距離として予め設定された正常基準
値と比較してレール締結装置の緩みの有無を判別してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この公知の装置におい
ては、レール締結装置の正常締結状態ではすべてのレー
ル締結装置について面間距離Ｃが一定という前提のもと
に、この一定の面間距離を正常基準値として計測値と比
較する構成をとっている。

【０００７】ところが、実際には、枕木３およびレール
締結装置にはそれぞれ設置誤差があり、しかもこの誤差
は枕木ごと、およびレール締結装置ごとにばらつきがあ
るため、正常締結状態での面間距離（正常基準値）も各
レール締結装置によって異なる。

【０００８】このため、公知の装置によると、面間距離
Ｃが、そのレール締結装置にとっては正常範囲にあるに
もかかわらず緩んでいると判別されたり、逆に緩んでい
るにもかからず正常と判別されたりする等、緩み検出の
精度に問題があった。

【０００９】そこで本発明は、各レール締結装置の緩み
の有無を、装置個々の正常基準値に基づいて正確に判別
し、検出精度を向上させることができるレール締結装置
の緩み検出装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明（方法）
は、レール締結装置によって枕木上に締付け固定された
レール上を走行する台車に緩みセンサとコントローラと
を搭載し、上記台車を走行させながら上記緩みセンサに
よってレール締結装置の緩み状態を計測し、上記コント
ローラによりこの緩みセンサからの信号に基づいて緩み
の有無を判別するレール締結装置の緩み検出方法におい
て、検出対象であるレール締結装置を緩みの無い正常締
結状態とした後の最初の検出操作によって得られた計測
値を各レール締結装置個々の正常基準値として上記コン
トローラに記憶させ、２回目以降の検出操作ごとに、各
レール締結装置についての計測値をそれぞれの上記正常
基準値と比較して緩みの有無を判別するものである。

【００１１】請求項２の発明（装置）は、レール締結装
置によって枕木上に締付け固定されたレール上を走行す
る台車に、レール締結装置の緩み状態を検出する緩みセ
ンサと、この緩みセンサからの信号を取り込むコントロ
ーラが搭載され、このコントローラは、（ｉ）検出対象
であるレール締結装置が緩みの無い正常締結状態とされ
た後の最初の計測値を各レール締結装置個々の正常基準
値として記憶し、（ii）２回目以降の検出操作ごとに、
各レール締結装置についての計測値をそれぞれの上記正
常基準値と比較して緩みの有無の判別を行うように構成
されたものである。

【００１２】上記構成によると、検出対象である各レー
ル締結装置個々に、緩みの無い正常締結状態での計測値
がそれぞれの正常基準値としてコントローラに記憶さ
れ、２回目以降の検出操作ごとに、この正常基準値と計
測値とが比較されるため、枕木およびレール締結装置に
設置誤差があっても、またこの誤差にバラツキがあって
も、コントローラによる緩みの有無の判別が常に正確に
行われる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図６に
よって説明する。

【００１４】まず、全体概略構成を図１によって説明す
ると、１１は車輪１２…によってレール４上を走行する
台車で、この台車１１に運転室や計測室等となるキャビ
ン、および走行等の動力源となるエンジン（いずれも図
示しない）が搭載される。

【００１５】また、センサとして、台車下面に緩みセン
サユニット１３（そのケースのみを示す）が設けられる
とともに、ワークセンサ１４とタグセンサ１５が、それ
ぞれ前進用と後進用とに分けて、緩みセンサユニット１
３の検出中心軸Ｏを挟んだ前後両側（台車走行方向に対
して前後両側）に対称配置で設けられている。

【００１６】緩みセンサユニット１３は、図２に示すよ
うに、枕木一本当りに使用されているレール締結装置
（両レール４，４につきそれぞれ左右一対ずつで計四
組）ごとに二個ずつ（計８個）用いられる変位センサ
（たとえばレーザー変位センサが用いられる）１６，１
７から成っている。

【００１７】両変位センサ１６，１７は、図３に示すよ
うに、各レール締結装置におけるボルト２の緩みによっ
て発生する、押え部材１の緩みの無い正常締結状態から
の復元方向の変位量を検出する。

【００１８】具体的にいうと、両変位センサ１６，１７
は、図７に示す従来装置における変位センサ７，８と同
様に、それぞれのセンサヘッドが基準点となるように同
一高さ位置に設置され、一方のセンサ（以下、基準側セ
ンサという）１６は、センサヘッドからレール４の上面
までの距離Ａを、他方のセンサ（以下、変位側センサと
いう）１７はセンサヘッドから押え部材１の先端部上面
までの距離Ｂをそれぞれ計測する。

【００１９】一方、ワークセンサ（たとえば光電センサ
が用いられる）１４は、両側レール４，４について２組
ずつ設けられたうちの一方のレール締結装置のボルト２
を検知してワーク検知信号を出力する。

【００２０】また、タグセンサ１５は、図２に示すよう
に軌道における道床上に設置されたデータ記憶装置とし
ての始点側および終点側タグ１８，１９を検知してタグ
検知信号を出力する。

【００２１】始点側および終点側両タグ１８，１９は、
図４に示すように記憶部２０と、入出力装置２１とを有
し、記憶部２０に、始点側タグ１７の場合には検出開始
点を示す情報（検出開始点情報）と同タグ設置位置のア
ドレス情報、終点側タグ１９の場合には検出終了点を示
す情報（検出終了点情報）と同タグ設置位置のアドレス
情報がそれぞれ記憶されている。

【００２２】また、入出力装置２１は受信回路２２およ
び送信回路２３に接続され、アンテナ２４の受信および
送信両ヘッド２５，２６を介して無線通信による外部と
のデータの授受が行われる（この点の作用は後に詳述す
る）。

【００２３】さらに、受信ヘッド２５に整流回路２７、
この整流回路２７に充電回路２８がそれぞれ接続されて
いる。

【００２４】一方、台車１１には、センサ信号に基づい
て緩み判別等を行うコントローラ２９（図５参照）が設
けられている。

【００２５】このコントローラ２９は、センサ信号（ア
ナログ信号）をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバ
ータ３０と、センサ信号を一時的に記憶する第１記憶部
３１と、演算部３２と、この演算部３２での演算結果を
記憶する第２および第３記憶部３３，３４と、緩み判別
部３５と、データ処理部３６と、表示部３７とを具備し
ている。

【００２６】入力されるセンサ信号のうち、変位センサ
１６，１７からの信号は、一旦、第１記憶部３１に記憶
された後、演算部３２に取り込まれ、ここでＢ−Ａ＝Ｃ
（面間距離）の演算が行われる。

【００２７】ここで求められた面間距離Ｃは第２記憶部
３３または第３記憶部３４に取り込まれて記憶される。

【００２８】すなわち、検出対象区間の全レール締結装
置をすべて完全に締め込んで緩みの無い正常締結状態と
した後、最初の計測操作時（たとえば図示しないスター
トスイッチのオン操作によって２回目以降と区別され
る）に演算によって求められた各締結装置個々の面間距
離Ｃがそれぞれの正常基準値Ｃ０として第２記憶部３３
に記憶される。

【００２９】そして、この最初の計測操作時から時間を
経た２回目以降の計測操作時に演算によって求められた
各締結装置個々の面間距離Ｃが第３記憶部３４に記憶さ
れる。

【００３０】緩み判別部３５では、この計測され記憶さ
れた正常基準値と２回目以降の面間距離Ｃとを比較し
（Ｃ−Ｃ０＝Ｄ）、その差Ｄが、台車１１の横揺れによ
る検出誤差等を考慮して予め設定された許容値を超える
ときにレール締結装置が緩んでいると判別する。

【００３１】この緩み判別部３５での判別結果は表示部
（たとえばＣＲＴ、プリンタ）３７に表示されるととも
に、データ処理部３６に取り込まれて保存され、データ
ベース化される。

【００３２】表示部３７での表示法の一例を示せば、図
６に示すように、ある計測区間における枕木アドレスを
横軸に、各枕木における特定の締結装置の面間距離Ｃを
縦軸にとったグラフとして表示される。

【００３３】図中、太線が正常締結状態とした後の最初
の計測値、つまり正常基準を示し、細線が２回目（また
は３回目以降）の計測値を示す。また、締結不良と判別
された枕木アドレスの番号が丸囲いで示される。

【００３４】あるいは、他の表示法として、各締結装置
について各計測回の良否結果を○(良)、×(否)で表形式
で表してもよい。

【００３５】一方、ワークセンサ１４からのワーク検知
信号（レール締結装置を検知した信号）は、図５のＡＤ
コンバータ３０に取り込まれ、このワーク検知信号をト
リガとして変位センサ１６，１７から第１記憶部３１に
信号が取り込まれる。

【００３６】また、ワーク検知信号はパルス発生器３８
に取り込まれ、一個のボルト２（レール締結装置）が検
知されるごとに一個のパルスが発生する。

【００３７】この発生したパルス信号はカウンタ３９に
入力され、ここでカウントされたパルス数（通過した枕
木の本数）がアドレス加算器４０に入力される。

【００３８】このアドレス加算器４０では、予め設定さ
れた各レール締結装置のアドレスと、上記カウントパル
ス数から処理中のレール締結装置のアドレスを割り出
し、これが第２、第３記憶部３３，３４と、データ処理
部３６と、表示部３７にアドレス情報として送られる。

【００３９】これにより、各レール締結装置の正常基準
値Ｄおよび計測された面間距離Ｃがそれぞれアドレス別
に第２、第３記憶部３３，３４に記憶されるとともに、
緩み判別データがアドレスとの関係をもってデータ処理
部３６に保存され、かつ表示部３７に表示される。

【００４０】さらに、コントローラ２９には、送、受信
ヘッド４１，４２を備えたアンテナ４３と、送信回路４
４および受信回路４５と、入出力装置４６とが設けら
れ、入出力装置４６から送信回路４４、送信ヘッド４１
を介してタグ１８，１９に対するアクセス信号（問い合
わせ信号）が送信され、タグ１８，１９からのデータ信
号（応答信号）が受信ヘッド４２、受信回路４５を介し
て入出力装置４６に取り込まれる。

【００４１】すなわち、 台車走行中、全レール締結装置のうち、あるアドレ
ス区間のもの（たとえば１００番目から２００番目まで
のレール締結装置）と指定して、送信ヘッド４１からタ
グ１８，１９に向かってアクセス信号が送信される。

【００４２】 タグ１８，１９側でこのアクセス信号
を受信すると、この信号が受信回路２２に取り込まれる
一方で、受信ヘッド２５側に電磁結合方式によって相互
誘導起電力が発生し、この起電力のうち、高周波成分を
除く直流成分のみが整流回路２７を通じて充電回路２８
に蓄積され、電源として使用される。

【００４３】 タグ１８，１９では、信号が取り込ま
れると、記憶部２０に記憶された情報、すなわち検出開
始点情報とタグ設置位置のアドレス情報とが読み出さ
れ、この情報が入出力装置２１、送信回路２３、送信ヘ
ッド２６を経由して台車側コントローラ２９に送信され
る。

【００４４】 コントローラ２９では、このタグ情報
のうちアドレス情報がデータ処理部３６および表示部３
７に取り込まれる一方で、検出開始点および終了点情報
が入出力装置４６を介して第１記憶部３１に取り込ま
れ、これをトリガとして各センサ信号の取り込み（緩み
検出作用）が開始され、または終了する。

【００４５】また、第１記憶部３１には、タグセンサ１
５からのタグ検知信号がＡ／Ｄコンバータ３０を介して
取り込まれ、センサ信号の取り込み開始または終了が、
このタグ検知信号をトリガとして行われる。

【００４６】こうして、レール上を走行しながら、各レ
ール締結装置の緩みを自動的に検出することができる。

【００４７】しかも、この緩み検出装置によると、各レ
ール締結装置個々に、正常締結状態での面間距離を正常
基準値として記憶させておき、これを２回目以降の計測
値と比較して緩みの有無を判別するため、枕木３および
レール締結装置の設置誤差に関係なく、緩みが発生すれ
ば面間距離と正常基準値とに差が生じることによって正
確に検出することができる。

【００４８】一方、この緩み検出装置においては、ワー
クセンサ１４およびタグセンサ１５を、緩みセンサユニ
ット１３（変位センサ１６，１７）の検出中心軸Ｏを挟
んで前後両側に対称配置しているため、台車１１の前進
時には前側のもの、後進時には後側のものがそれぞれワ
ーク検知作用およびタグ検知作用を行う。

【００４９】すなわち、前進時と後進時ともに同じ条件
で緩み検出を行うことができる。このため、一旦計測を
終了した後に補修作業が行われた場合等に、台車１１を
折り返し後進走行させて再計測することができる。

【００５０】なお、ワークセンサ１４およびタグセンサ
１５からの検知信号のうち、前進時には前側からのも
の、後進時には後側からのものだけを有効とする必要が
あるが、この切換えは、たとえば前後進切換スイッチに
より、ＡＤコンバータ３０に取り込まれるセンサ信号を
前後両側のうちから選択することによって行うことがで
きる。

【００５１】あるいは、台車１１の前進、後進をセンサ
等で検出し、この検出信号に基づいて取り込むべきセン
サ信号を選択するようにしてもよい。

【００５２】一方、後進時には、始点側タグ１８が終点
側タグとして機能し、終点側タグ１９が始点側タグとし
て機能する必要があるが、この切換えは、取り込まれる
タグ情報を、台車１１の前進、後進に応じてコントロー
ラ２９側のプログラム上で転換することによって行うこ
とができる。

【００５３】ところで、上記実施形態では、緩みセンサ
として、センサヘッドからレール上面までの距離Ａを計
測する基準側センサ１６と、センサヘッドからレール締
結装置における押え部材１の先端部上面までの距離Ｂを
計測する変位側センサ１７とを用い、Ｂ−Ａ＝Ｃの演算
を行うようにしたが、センサヘッドから押え部材１の基
端部上面までの距離Ｘを計測する基準側センサと、セン
サヘッドから押え部材１の先端部上面までの距離Ｙを計
測する変位側センサとを用い、Ｙ−Ｘの演算を行うよう
にしてもよい。

【００５４】また、上記実施形態では、正常基準値Ｃ０
と計測値Ｃとの差Ｄが許容値を超えるときに締結不良と
判別する構成をとったが、差Ｄが生じたときに締結不良
と判別してもよい。

【００５５】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、検出
対象であるレール締結装置を緩みの無い正常締結状態と
した後の最初の検出操作によって得られた計測値を各レ
ール締結装置個々の正常基準値としてコントローラに記
憶させ、２回目以降の検出操作ごとに、各レール締結装
置についての計測値をそれぞれの正常基準値と比較して
緩みの有無を判別するため、枕木およびレール締結装置
に設置誤差があっても、またこの誤差にバラツキがあっ
ても、緩みの有無の判別を常に正確に行い、緩み検出の
精度を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる緩み検出装置の全体
概略構成図である。

【図２】同平面図である。

【図３】図２のIII−III線拡大断面図である。

【図４】同実施形態装置におけるタグのブロック構成図
である。

【図５】同コントローラのブロック構成図である。

【図６】同コントローラにおける表示部による表示法の
一例を示す図である。

【図７】レール締結装置の断面図である。

【符号の説明】

１ レール締結装置の押え部材 ２ 同ボルト ３ 枕木 ４ レール １１ 台車 １３ 緩みセンサユニット １６，１７ 緩みセンサ ２９ コントローラ ３２ コントローラにおける押え部材の緩み方向の変位
量を演算する演算部 ３３ 正常締結状態とした後の最初の計測値を記憶する
第２記憶部 ３４ ２回目以降の計測値を記憶する第３記憶部 ３５ 緩み判別部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レール締結装置によって枕木上に締付け
   固定されたレール上を走行する台車に緩みセンサとコン
   トローラとを搭載し、上記台車を走行させながら上記緩
   みセンサによってレール締結装置の緩み状態を計測し、
   上記コントローラによりこの緩みセンサからの信号に基
   づいて緩みの有無を判別するレール締結装置の緩み検出
   方法において、検出対象であるレール締結装置を緩みの
   無い正常締結状態とした後の最初の検出操作によって得
   られた計測値を各レール締結装置個々の正常基準値とし
   て上記コントローラに記憶させ、２回目以降の検出操作
   ごとに、各レール締結装置についての計測値をそれぞれ
   の上記正常基準値と比較して緩みの有無を判別すること
   を特徴とするレール締結装置の緩み検出方法。
2. 【請求項２】 レール締結装置によって枕木上に締付け
   固定されたレール上を走行する台車に、レール締結装置
   の緩み状態を検出する緩みセンサと、この緩みセンサか
   らの信号を取り込むコントローラが搭載され、このコン
   トローラは、 （ｉ）検出対象であるレール締結装置が緩みの無い正常
   締結状態とされた後の最初の計測値を各レール締結装置
   個々の正常基準値として記憶し、 （ii）２回目以降の検出操作ごとに、各レール締結装置
   についての計測値をそれぞれの上記正常基準値と比較し
   て緩みの有無の判別を行うように構成されたことを特徴
   とするレール締結装置の緩み検出装置。